1? 前言
煤氣工程竣工后，設備、管道的氣體置換是一項責任重大、技術安全要求極為嚴格的工作，保證煤氣工程安全投產(chǎn)是很重要的問題。因此，制定煤氣工程置換方案時，要進行充分的研究和論證。本文以石嘴山區(qū)城市煤氣輸配系統(tǒng)用焦爐煤氣直接置換的實踐，論證煤氣直接置換法的可行性和安全性。
2?置換方式比較
煤氣工程系統(tǒng)的置換，通常有直接置換和間接置換兩大類。煤氣直接置換：利用所儲存或生產(chǎn)的煤氣直接替換系統(tǒng)內(nèi)的原有空氣，使之達到工藝指標后，系統(tǒng)即可投入正常運行。在煤氣直接置換空氣的過程中，混合氣必然會經(jīng)過其爆炸極限范圍(見表1)，在此階段若遇明火易發(fā)生爆炸性事故。?人工煤氣的爆炸極限范圍比天然氣寬，即潛在，的爆炸危險大。在設備多、范圍大、置換時間長釣工程中，若用直接置換，則在爆炸范圍內(nèi)的時間長，爆炸的幾率也大。
表1 燃氣的組成與爆炸極限
|
名稱 |
組成 |
爆炸極限（％） |
|||||||||
|
CH4 |
C3H8 |
C4H10 |
CnHm |
H2 |
CO2 |
O2 |
N2 |
CO |
下限 |
上限 |
|
|
焦爐煤氣 |
27 |
? |
? |
2 |
56 |
3 |
0.8 |
5 |
6 |
4.5 |
33.0 |
|
重油催化裂解氣 |
16.6 |
? |
? |
5 |
46.5 |
7 |
1.0 |
6.7 |
17.2 |
5.6 |
44.8 |
|
重油熱裂解氣 |
28.5 |
? |
? |
32.17 |
3.51 |
2.13 |
0.62 |
2.39 |
2.68 |
4.7 |
30.4 |
|
純天然氣 |
98 |
0.3 |
0.3 |
0.4 |
? |
? |
? |
1.0 |
? |
4.9 |
14.0 |
|
油田伴生氣 |
81.7 |
6.2 |
4.86 |
4.94 |
? |
0.3 |
0.2 |
1.8 |
? |
4.5 |
14.0 |
|
凝析氣田氣 |
74.3 |
6.75 |
1.87 |
14.91 |
? |
1.62 |
? |
0.55 |
? |
4.0 |
13.8 |
惰性氣體間接置換：先用某種惰性氣體替換系統(tǒng)內(nèi)原有的空氣，達到合格標準后，再用儲存或生產(chǎn)的煤氣替換惰性氣體。這種方法可避免形成爆炸性氣體，所以，為了確保安全生產(chǎn)，被人們普遍選擇采用。根據(jù)公司的具體條件，如采用氮氣置換，以被置換體積的2-2．5倍計算，需氮氣約5?100m3，氣源無法解決：采用燃燒后的煙氣置換比較穩(wěn)妥，但煙氣的制造難度人，且需另外制造制煙裝置，采用廢氣置換也不現(xiàn)實。因此，只有采用焦爐氣直接置換。當然，這樣就增加了置換的難度與危險性。
3?置換參數(shù)的確定
3.1?置換終止點
從安全投產(chǎn)的角度，采用煤氣直接置換法，只要超過煤氣的爆炸上限就可以了。由表1可知，各種人工煤氣的爆炸上限在30％-44．8％之間。若貯氣罐的混合氣休中空氣量分別降到70％-55％(即含氧量14％—11％)以下就可避免爆炸了。然而，還尚需考慮投產(chǎn)后向用戶提供的煤氣組分，必須保證煤氣能適應用戶灶旦的要求。根據(jù)焦爐煤氣的分析數(shù)據(jù)及氣柜拱頂?shù)目傂莘e，氣柜置換的終止點確定在混合氣的含氧量≤3％為合格。
3.2?置換介質(zhì)流速
在進行氣柜置換時，置換介質(zhì)的流速控制足重要的參數(shù)指標，尤其是以焦爐煤氣為介質(zhì)置換空氣時，流速過大或囚氣流絮亂產(chǎn)生的靜電火花會引起爆炸。實踐證明，焦爐煤氣直接置換空氣，流速控制在4-5m／s是完全可行的。
4?置換程序及方法
4.1?儲配站內(nèi)的置換
由于直接用煤氣置換空，為了縮短置換時間，采取了分段、并聯(lián)置換的方法。
4.1.1?置換由焦化廠煤氣出口管道閥至于箱入口前放散閥為止的煤氣管道內(nèi)的空氣。置換合格后，即可分別同時置換洗萘塔和脫硫箱。
4.1.2?洗萘塔的置換
打開洗萘塔1的進口閥一打開洗茶塔1塔頂?shù)姆派㈤y一關洗萘塔1的出口閥，讓煤氣從塔頂放散，使終止點的含氧量≤15％為合格(取樣化驗)-關閉欣散問一開洗殺塔1的煤氣口閥，使煤氣進入洗萘塔2，其置換方法I司洗萘塔1。
4.1.3?脫硫箱的置換
在洗萘塔至干箱的煤氣管道置換合格后，開干箱煤氣入口閥，使煤氣進入干箱，煤氣與空氣經(jīng)過一段時間的混合后，開干箱放散閥進行置換，直至取樣化驗，干箱內(nèi)煤氣含氧量≤2％即為合格，關閉放散閥，置換完畢。在以后的置換過程中，干箱即町投入止常運行。根據(jù)煤氣量確定千箱的開停數(shù)量或串、并聯(lián)狀態(tài)等。
4.1.4?氣柜的置換
打開儲氣柜入口前閥門(提前從水封閥將水放凈)，煤氣經(jīng)水封閥進入氣柜。為了將拱頂四周的空氣置換得比較徹底，采取將氣柜頂上邊部的放散閥全卻打開(中卻主放散閥暫不打開)，讓進入氣拒的煤氣與柜內(nèi)空氣混合，即由邊部放散閥進行放散。約30min后，將其逐步關小，緩慢地開啟中部的主放散閥，讓混合氣從中部的主放敵管排出。40mm后，逐步緩慢關閉氣柜放散閥，使氣柜徐徐升起，待氣柜升至2m高時取柜內(nèi)氣體進行化驗，含氧量達4%，同時緩慢開啟氣柜放散閥；當氣柜降落至770mm時，天閉煤氣放散閥，使氣柜升商至2：5m時，再取氣柜內(nèi)煤氣化驗(盲氧重為2％)。這樣舵收到非常理想的效果。關閉氣柜進口閥，氣柜置換完畢。30min后，再對氣柜內(nèi)的煤氣取樣化驗，如結(jié)果仍為2％，則表明氣柜內(nèi)的煤氣成分是均勻的。
4.1.5?鼓風機及連接管的置換
將氣柜出口水封閥內(nèi)的水排凈，打開氣柜出口管道閥，煤氣從氣柜進入管道，打開鼓風機進、出口閥，并打開室外煤氣放散閥放散煤氣，置換該段煤氣管道，約15min后，開排送機旁通閥，經(jīng)取樣分析合格(氧含量<1％)，關閉鼓風機入口、出口閥。
4.2?中壓管道、調(diào)壓站、低壓管道的置換
4.2.1?中壓管道
中壓管道的置換必須在經(jīng)管道的強度試驗、氣密性試驗合格，竣工資料齊全無誤，并能準確反映管線的實際構(gòu)成的情況下方可進行。置換程序開啟儲配站煤氣出口總閥一開肩鼓風機進出口管道的閥門一打開氣柜的進出口閥(壓力不夠時，可打開鼓風機管道上的旁通閥，讓煤氣從旁通管至儲配站煤氣出口總閥出站)一關閉所有調(diào)壓站入口閥，打開調(diào)壓站前的煤氣放散閥一換氣開始后，沿煤氣流向?qū)⒚簹夤艿郎系哪组y門逐一打開，觀察是否有氣體溢出，如有則關閉閥門，進行下一個集水井的檢查工作一當一個放散點置換完畢后，關閉放散閥，拆除放散管+檢查置換亢畢的中壓管道，集水井閥門是否關閉，有無漏氣現(xiàn)象；
4.2.2?調(diào)壓站
調(diào)壓站施工完成后，需經(jīng)強度試驗和氣密性試驗，合格后方可進行換氣。?置換程序凋壓站的門窗全部打開+抽掉總進口閥門處的有扳-打開旁通閥和凋壓室山口總閥前的放散閥，進行煤氣放散一緩慢開戶調(diào)壓室外煤氣進口總閥，煤氣流入室內(nèi)管道，把旁通管道中的空氣趕出，當間到排出氣體中有煤氣味時，即取樣做點火爆鳴試驗，合格后，關閉放敞管及旁通閥一打開工凋壓器前、后閥門，再打開總出口閥上的放散閥進行放散，當聞到煤氣味日寸取樣做點火試驗，合格后關閉放散閥一將針形閥開啟至最大，打開脫荼筒前的旋塞閥，然后慢慢打開水封閥門進行了置換一取樣，進行點火試驗-置換過程中，逐一檢查凝水缸，觀家有無氣體泄漏一在放散點嗅到煤氣味時，取樣進行點火實驗，合格后關閥。
4.2.4?室內(nèi)(戶管)管道置換及點火
室內(nèi)管道試漏合格后，按以下程序進行置換。在主管頂端拆下絲堵，裝上單頭旋塞，用管道接到室外一打開旋塞、打開引入管的總閥門-在放散處嗅到煤氣味時，取樣進行點火試驗一將旋塞拆掉，裝上絲堵，打開表前閥-打開嫌氣灶的閥門將煤‘飛表及分支管中的空氣放出，待嗅到煤氣味時關閉，用戶便可投入使用。
5?結(jié)論
煤氣工程置換投產(chǎn)，最重要的是安全問題，必須在置換前制訂周密的置換計劃和實施細則以及應對突發(fā)情況的應變方法和措施。?通過石嘴山區(qū)城市煤氣輸配系統(tǒng)的煤氣直接置換成功，證實該方法是一種既經(jīng)濟又快速的換氣工藝，它是安全、可靠的，尤其是對無惰性氣體來源的城市新建煤氣工程的置換工作有著重大的意義。
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